[實用新型]一種磁編碼器及機器人關節

有效

• 申請號: 201920934780.5
• 申請日: 2019-06-20
• 公開（公告）號: CN209857924U
• 公開（公告）日: 2019-12-27
• 發明（設計）人: 曹俊亮
• 申請（專利權）人: 上海嶺先機器人科技股份有限公司
• 主分類號: G01D5/12
• 分類號: G01D5/12;G01D18/00;B25J17/02
• 代理公司: 31287 上海容慧專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 于曉菁

本實用新型提供了一種一種磁編碼器及機器人關節，所述磁編碼器的設計方案中，將磁編碼器設計為包括第一徑向磁環和第二徑向磁環，第一徑向磁環包括一對磁極，第二徑向磁環包括至少兩對磁極，第二徑向磁環與第一徑向磁環共軸；在磁環固定部件相對磁場傳感器固定部件旋轉時，帶動第一徑向磁環和第二徑向磁環相對第一磁場傳感器和第二磁場傳感器的旋轉，第一磁場傳感器和第二磁場傳感器分別感測第一徑向磁環和第二徑向磁環的磁場數據。由于第二徑向磁環具有至少兩對磁極，使得第二徑向磁環可產生與磁極對數個周期信號，從而提高第二磁場傳感器的讀數的分辨率，進而實現對磁編碼器的分辨率提高。

技術領域

本實用新型涉及機器人技術領域，特別涉及一種一種磁編碼器及機器人關節。

背景技術

機器人及自動化裝備有著廣闊的應用市場，以機器人為例，機器人技術作為先進制造技術的典型代表，是集機械、電子、控制、計算機、傳感器、人工智能等多學科先進技術于一體的重要的現代制造業自動化裝備。其中，機器人一般都具有旋轉底座，旋轉底座的作用是帶動機器人的機械手進行軸向圓周運動。其中，旋轉底座外一般連接有導線，而當旋轉底座進行軸向圓周運動時容易因為纏繞導線而影響機械手進行軸向圓周運動，那么就需要設置旋轉編碼器來控制軸向圓周運動只能夠在一定旋轉角度范圍內轉動，從而實現防纏線。

現有的旋轉編碼器主要分為光電式編碼器、電容式編碼器以及磁編碼器等。其中，磁編碼器由于其體積小、工作穩定等優點，在對體積要求較高的機器人等行業應用越來越廣泛。然而磁編碼器由于其工作原理限制，其分辨率通常只有單圈14-15位，難以滿足高精度的需求。

針對現有技術中磁編碼器存在的不足，本領域技術人員一直在尋找解決的方法。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種一種磁編碼器及機器人關節，以解決使用現有技術中磁編碼器分辨率不高的問題。

為解決上述技術問題，本實用新型提供一種磁編碼器，所述磁編碼器包括：磁環固定部件、固定于所述磁環固定部件上的第一徑向磁環和第二徑向磁環、磁場傳感器固定部件、以及固定于所述磁場傳感器固定部件上的第一磁場傳感器和第二磁場傳感器；其中，所述第一徑向磁環包括一對磁極，所述第二徑向磁環包括至少兩對磁極，所述第二徑向磁環與所述第一徑向磁環共軸；所述第一磁場傳感器和所述第二磁場傳感器分別對應朝向所述第一徑向磁環和所述第二徑向磁環；所述磁環固定部件相對所述磁場傳感器固定部件旋轉時，所述第一磁場傳感器和所述第二磁場傳感器分別感測所述第一徑向磁環和所述第二徑向磁環的磁場數據。

可選的，在所述的磁編碼器中，所述第一徑向磁環相對所述第一磁場傳感器轉動一個周期，所述第一磁場傳感器的讀數變化范圍是0～(2¹⁵-1)。

可選的，在所述的磁編碼器中，所述第二徑向磁環相對所述第二磁場傳感器轉動一個周期，所述第二磁場傳感器的讀數變化范圍是0～(2^15+N-1-1)，其中，N為所述第二徑向磁環中的磁極對數，N≥2。

可選的，在所述的磁編碼器中，還包括：單片機，所述單片機分別與所述第一磁場傳感器和所述第二磁場傳感器連接，以讀取所述第一磁場傳感器和所述第二磁場傳感器讀取的數據，并存儲磁編碼器的標定數值。

可選的，在所述的磁編碼器中，所述第一磁場傳感器和所述第二磁場傳感器均包括兩個由巨磁電阻組成的全橋電路，且兩個全橋電路互相垂直。

可選的，在所述的磁編碼器中，所述第一磁場傳感器和所述第二磁場傳感器均采用英飛凌TLE5012芯片。

本實用新型還提供一種機器人關節，所述機器人關節包括如上所述的磁編碼器、以及與所述磁編碼器連接的電機編碼器。